Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Sidi Bel Abbès - Djillali Liabes
Affiliation
Département d’Electronique
Auteur
ABDELALI, Laid
Directeur de thèse
ABID hamza (Professeur)
Filière
Electronique
Diplôme
Doctorat
Titre
Contribution à l’étude du paramètre de courbure du gap d’énergie dans les alliages de substitution à base de nitrure. Application aux alliages ternaires.
Mots clés
semi-conducteur, propriétés électroniques, le gap d’énergie, paramètre de courbure, Alliages semi conducteurs binaires et quaternaires, méthode empiriques, paramètres optiques.
Résumé
En physique des semiconducteurs, la théorie des bandes d’énergie joue un rôle très important pour le calcul des valeurs d’énergie que peuvent prendre les électrons d’un semiconducteur à l’intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n’ont pas la possibilité de prendre que des valeurs d’énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des "bandes" d’énergie interdites "gaps". Cette modélisation conduit à parler de bandes d’énergie ou de structure de bandes. La famille des matériaux semi-conducteurs, peut être divisée en deux groupes : les matériaux à gap direct, comme la plupart des composés issus des colonnes III et V du tableau périodique des élément chimique (InP, GaAs,…), et les matériaux à gap indirect, comme le silicium (colonne IV). Les matériaux appartenant à la première famille ont un grand intérêt technologique dans le domaine de l’optoélectronique. Par alliage, on entend un mélange homogène de deux ou plusieurs matériaux. Il fut un temps où le mot alliage était uniquement réservé aux métaux, pourtant cette définition s’est très vite associée à d’autre matériaux, notamment la céramique et les polymères. Peu après le développement des techniques modernes de la croissance cristalline et la purification des semi-conducteurs, il a été réalisé plusieurs alliages binaires, ternaires et quaternaires. L’utilisation de ces derniers dans les domaines de la microélectronique a encouragé les chercheurs à développer le coté théorique ainsi que l’expérimental. La compréhension de la physique de ces matériaux étonnants est un grand enjeu pour les physiciens et les électroniciens. Actuellement, des recherches sont menées sur des alliages ternaires, quaternaires et quinaires qui semblent offrir encore de nouvelles propriétés. Parmi ces alliages semi-conducteurs qui font l’objet d’étude, les alliages semi-conducteurs III-V, car la plupart des composants de l’optoélectronique sont fabriqués à partir d’hétérostructures d’alliages III-V binaires, ternaires ou quaternaires de Gallium, Indium, Aluminium, Phosphore ou Arsenic, épitaxies sur des substrats de GaAs ou InP. Parmi les matériaux les plus étudiés actuellement, les nitrures d’éléments III. GaN, AlN, InN sont des matériaux semi-conducteurs ayant un fort potentiel pour la microélectronique grâce à leurs propriétés réfractaires qui permettent d’envisager, non seulement, leur application dans des environnements hostiles, mais aussi dans le spectre visible et même au-delà. La formation d’alliages de nitrure d’éléments III binaires ou ternaires (AlN, GaN, InN, AlGaN, InGaN….) permet d’obtenir des matériaux dont la largeur de bande interdite peut varier de 0.7 à 6.2 eV. Cette aptitude à former des alliages est essentielle pour produire des longueurs d’onde spécifiques pour les émetteurs, et pour réaliser des hétérojonctions avec des barrières de potentiel ajustables. Ce travail a pour objectif d’étudier les propriétés électroniques et optiques des matériaux semiconducteurs ternaires à base de nitrure en se basant sur des informations expérimentales et théorique afin de vérifier la puissance de nos modèles. - L’exploitation de ces résultats nous permettra d’évaluer et d’établir un modèle pour le paramètre de courbure dans ce type d’alliages et par conséquent de mieux comprendre les propriétés de ce type de matériaux. Cette étude sera confrontée aux différentes recherches théoriques et expérimentales dans ce domaine.
Statut
Validé